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电学元件伏安特性的测量 郑州大学物理实验中心 张腊花 实验简介 实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容与步骤 数据记录与处理 注意事项 注意事项 电学元件伏安特性的测量是电学实验中最基本的测量方法之一 返回 实验简介 它所用的实验方法、实验仪器都是电学实验中最基本的实验方法和仪器，而电学元件伏安特性的测量又对了解电学元件的特性、确定电学元件在线路中的作用以及正确选择电学元件具有重要作用。 掌握一些基本电学仪器的使用、线路的连接及电学实验操作规程。 掌握伏安法测量电阻时，电流表内接和外接时的条件。 通过对二极管伏安特性的测量，了解非线性元件的特点，掌握二极管的导电特性。 实验目的 返回 从伏安特性曲线所遵循的规律，可以得知该元件的导电特性。 实验原理 —— 伏安特性曲线 当一个元件两端加上电压时，元件内就有电流通过，电压和电流之间存在着一定的关系。该元件的电流随外加电压的变化曲线，称为伏安特性曲线。 返回 伏安特性曲线为直线的元件称为线性元件 ——线性元件和非线性元件 实验原理 伏安特性曲线为非直线 的元件称为非线性元件 动态 静态 返回 采用这种方法测量，我们得到的 电阻实际是电流表内阻和待测电阻 之和，即： 其接入误差为 当RxRA，采用电流表内接，接入 误差较小。 电流表的内接 返回 ——实验线路的选择 V A 内接 Rx 实验原理 当采用外接法时，我们得到的 实际上是电压表内阻和待测电阻 并联后的阻值，即： 其接入误差为: 当RVRx，采用电流表外接，接入 误差较小。 电流表的外接 返回 ——实验线路的选择 V A 外接 Rx 实验原理 返回 ——二极管的伏安特性 实验原理 U I 正向导通电压 反向击穿电压 二极管加正向电压，当正向电压很小时，电流缓慢增加，当电压超过一定数值(称为正向导通电压)，电流快速增大，伏安特性近似一条直线。 加反向电压，二极管呈现的电阻很大，反向电流很小，随着反向电压的增大，反向电流趋于饱和，这时电流称为反向饱和电流，在反向电压超过某一数值时，电流急剧增大，这时电压称为反向击穿电压。 实验仪器 待测电阻，二极管，直流稳压电源，滑线变阻器，电压表，毫安表，微安表，开关，导线等。 测量电路连接图 电流表外接法 电流表内接法 返回 实验内容与步骤 1．用伏安法测阻值为几十欧和几千欧的电阻 （1） 根据待测电阻、电流表、电压表内阻的大小选择并画出测量线路。 （2） 合理选取电流表、电压表量程、电源输出电压，按测量线路连线，检查线路是否正确。 （3） 接通线路，记录电阻上流过的电流和电阻两端电压的大小，并记录电表的量程、级别及内阻。 （4） 计算待测电阻，并估算电表的仪器误差对测量结果不确定度的影响，正确表示测量结果。 返回 2．测量二极管的伏安特性 实验内容与步骤 (1）了解二极管的主要参数：型号、最大整流电流、最大反向电压、反向电流，测量时二极管上的电流、电压应在允许范围内。 （2）测二极管的正向伏安特性曲线，画出测二极管正向伏安特性的电路图，记录二极管上不同电压对应的电流值。 （3）测二极管的反向伏安特性曲线，重复（2）测二极管反向伏安特性。 （4）在同一张坐标纸上作出二极管的正向、反向伏安特性曲线。 返回 1.测电阻数据记录表 返回 数据记录与处理 测电阻数据处理 数据记录与处理 返回 测二极管正向 2.测二极管数据记录表 返回 数据记录与处理 测二极管反向 注意事项 3. 实验时应注意合理选取测量点。测量之前，先定性观察元件特性，在电流变化缓慢的地方，测量点可取疏一点，电流变化快的地方，测量点密一些。 2. 根据测量范围选择线路中电源电压及电表量程。 1. 实验前要了解元件参数、性能、特点，确保元件安全使用和正常工作。实验时勿使元件电流、电压超过其额定值。 4. 电表在使用时要注意选择合适的量程和正确读数；滑线变阻器控制电路的选择应考虑到调节方便、能满足测量范围的要求。 返回